聚乙烯表面仿生聚合物刷的构建及其生物摩擦学特性研究

正项目负责人:熊党生(E-mail:xiongds@163.com)依托单位:南京理工大学项目批准号:509751451.项目简介置换关节常处在边界润滑和混合润滑状态,磨损是导致其无菌松动和晚期失效的主要因素。本研究模仿天然关节软骨表层滑膜腔的刷型结构与润滑功能。(1)在人工关节承载材料—聚乙烯表面构建聚合物刷,研究表面接枝聚合物刷的生物相容性与润湿性能,研究聚合物刷的表面形态、结构、接枝率及其对摩擦学行为的影响,研究模拟体液环境下聚合物刷的润滑与磨损失效机理;(2)研究制备了在聚乙烯表面可"再生"聚合物刷的块体材料,研究了接枝工艺对材料力学、生物相容性和     

科学家研发具有优异性能的仿生层状关节软骨润滑材料

正天然软骨是一种兼备固-液双相特征、具有典型层状结构特征和特殊应力耗散机制的湿滑材料。目前,从工程应用角度来讲,寻找类似于天然软骨的新型润滑材料仍然是一个挑战。其间,表面接枝聚合物刷和水凝胶材料引起了广泛的研究和关注。然而,传统表面引发聚合方法制备的聚合物刷层往往较薄,在宏观粗糙接触尺度下很容易被剪切磨掉,严重限制了其在工程领域中的应用。而水凝胶是一种由亲水性聚合物网络构成的高分子材料,但是传统水凝胶的水化能力与承载能力总是呈反比,水化度     

Arduino监测系统在电解质制备过程中的可视化应用

在不同聚合温度和原料配比条件下,利用Arduino监测系统对固态聚合物电解质的原位聚合过程进行实时在线监测和数据采集,分析实时监测数据,构建"聚合时间—模拟电阻值"实时曲线.根据本体聚合机理和化工传热原理,分析"聚合时间—模拟电阻值"实时曲线的特点,实现固态聚合物电解质制备的微观过程可视化.通过可视化分析,可以清楚地了...     

人工关节材料的表面润滑设计与应用

人工关节的摩擦磨损问题仍然是基础研究中最重要的问题,借助表面改性技术改善假体的摩擦学性能是人工关节未来发展的必经之路。从润滑角度考虑,对假体关节材料摩擦性能的研究主要集中在表面功能化润滑结构设计以及新型仿生润滑剂研究两方面。针对功能化润滑结构,介绍表面织构设计以及聚合物刷的应用,分析表面织构参数对不同运动工况下摩擦副摩擦性能的影响,阐述表面织构的润滑机制;总结不同种类的聚合物刷结构对摩擦体系耐磨性能的调控,阐明"刷型"结构在摩擦界面的水润滑特点,提出环境介质对聚合物刷结构及性质的影响作用。针对关节润滑剂,介绍传统的关节滑液组分向聚合物仿生润滑剂的拓展。指出微/纳结构的嵌套设计与协同润滑以及润滑剂结构仿生与功能仿生的结合,将是未来的重要发展方向。     

表面分析仪器在超疏水表面研究中的应用

超疏水表面制备与研究是近年来材料科学的重要研究方向,超疏水表面的研究离不开表面分析测试仪器。本文简要介绍了超疏水材料的表面特性、理论模型及其制备方法,重点介绍了扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、原子力显微镜和表面接触角测试等几种常用表面分析方法的基本原理及其在超疏水表面研究中的具体应用。     

增进金属—弹性聚合物材料粘接的表面处理技术

本文从理论上简要分析影响金属－弹性聚合物材料胶粘剂粘接的主要因素及造成金属－弹性聚合物材料难粘的主要根源，详细介绍了不同的表面处理技术，处理后材料的表面特性，部分难掌握处理技术中应特别注意的问题及不同材料、不同粘接工艺对材料表面处理的要求与处理方法的选择。     

新型生物聚合材料研制成功

俄罗斯科学院西伯利亚分院生物物理研究所借助氢细菌成功研制出可与人体组织兼容并白动降解的生物聚合材料。有关专家指出，这种新型聚合材料可广泛用于医疗、制药和农业实践中，具有良好的经济效益。     

碳纳米管填充多孔聚合物材料含油性能研究

基于碳纳米管所特有的表面效应、管状结构以及极高的力学强度,将碳纳米管引入到多孔聚合物材料中,采用冷压烧结方法成功制备出不同碳纳米管含量的多孔聚酰亚胺聚合物材料,并对聚合物材料的孔隙性能、微观结构和含油性能进行研究。结果表明:碳纳米管的加入对多孔聚合物材料的孔隙率有一定的提高,填充碳纳米管的多孔聚酰亚胺聚合物材料孔隙率最高达到了42.2%;碳纳米管可以粘附在聚酰亚胺微球表面,有助于提高聚合物孔隙表面的吸附性能;与不含碳纳米管的多孔聚合物材料相比,添加碳纳米管后材料的含油率和含油保持率有较大的提高。     

超疏液表面研究取得新进展

<正>中国科学院深圳先进技术研究院研究人员在超疏液表面设计、加工和应用的多年研究基础上,提出了一种新颖简便的低成本、高性能制备方法"软复制工艺",突破了超疏液表面制备的重要瓶颈。开发适用于任何液体的"超疏液"表面需要特殊的倒悬微纳米结构,但受工艺和材料互相耦合等的限制,其制备仅可在少数材料上实现。     

表面镉（Ⅱ）离子印迹聚合物的制备及其应用

利用离子印迹技术制备了镉（II）离子印迹聚合物,并对其吸附性能进行了详细研究。以镉（II）离子为模板,以3-氨基丙基-三乙氧基硅烷为功能单体,在纳米TiO2/SiO2表面聚合形成镉（II）印迹聚合物。实验结果表明,与非印迹的聚合物相比较,该印迹聚合物对镉（II）离子具有较好的识别性和选择性。镉（II）印迹聚合物与非印迹聚合物的吸附量分别是42.56mg·g^-1和13.95mg·g^-1。该法的检出限为0.11ng·mL-1,相对标准偏差为1.79%。将该印迹聚合物用于环境和生物样品中的镉（II）的分离富集和测定,结果令人满意。     

新型含氟聚合物低表面能防污涂层的研究进展

概述了含氟聚合物低表面能防污涂层的发展现状,重点介绍了新型含氟低表面能防污涂层中氟碳功能基团存在于主干和支链上的性能特点,归纳了制备工艺、分子链结构、相对分子质量、微观结构以及接枝PEG等对聚合物涂层表面性能的影响,最后总结了含氟低表面能防污涂层存在的问题,并对防污涂层研究的前景进行了展望。     

PFA在聚合物丙烯酰胺装置精制塔的应用

公司的烯酰胺装置精制塔2008年3月2日和3月30日连续两次发生聚合事故,严重影响了公司的正常生产。因此,需要对聚合物丙烯酰胺装置精制塔进行改造。新进口设备不但费用高,而且到货周期非常长。对精制塔出现的聚合问题进行了研究,发现了导致聚合的原因是金属裸露在丙烯酰胺溶液中造成溶液聚合。根据使用条件对多种材料的试验对比,最终选择PFA作为精制塔衬里涂层,制造出符合丙烯酰胺生产的装置,满足了生产需要,降低了生产成本。     

船用减阻聚合物涂层的形成机制

基于界面流与界面变形理论,采用高压空气喷涂工艺,在赛艇表面制备一种具有二元复合结构表面形貌的减阻聚合物涂层,对涂料成膜过程中涂膜体系的物料迁移和温度变化进行试验研究和数值模拟,讨论聚合物涂层表面形貌的形成机制.结果表明,涂膜表层溶剂挥发,导致涂膜体系中出现温度梯度和表面张力梯度,由此引发的界面流和界面变形是聚合物涂层表面形貌形成的主要原因.     

聚合添加剂的复合试验研究

在46#润滑油中加入聚合膜单体、极压剂ZDDP和硫化异丁烯不仅可以在摩擦过程中的摩擦表面形成原位聚合膜，提高了磨表面的抗胶合、抗疲劳能力，而且还能明显地降低摩擦和磨损。结果表明：优选聚合膜最佳添加剂配方，PB值提高1.55倍达1666N，PD值提高1.67倍达4920N。     

微胶囊相变储能材料研究及应用进展评述

微胶囊相变材料（Microencapsulated Phase Change Material,MCPCM）是应用微胶囊技术在固液相变材料表面包覆一层性能稳定的高分子膜而构成的具有核壳结构的复合材料。本文综述了微胶囊相变材料的制备方法、研究进展和应用领域;分析了各种制备方法的优缺点,并指出了制备微胶囊相变材料中存在的问题及今后发展方向。     

防生物污损生物肽改性金属材料的研究现状

在讨论生物对材料污损机理的基础上,分析了通过表面改性降低材料表面能的方法及表面能对生物吸附、脱附的影响。综述了利用生物肽改性金属材料的研究现状,重点介绍了利用生物肽对不锈钢进行改性,及改性对其电子逸出功、硬度、表面能等的影响,为利用改性金属材料低表面能的特性实现防生物污损的研究提供参考。     

现代表面工程技术

表面工程技术是综合材料科学、冶金学、物理、化学和表面科学等各门科学中新成果的新兴技术，是先进制造技术的重要组成部分，侧重于表面改性。表面薄膜制备和表面涂层。一、表面工程技术及特点表面工程技术是利用各种表面处理、表面涂层（或表面膜）和表面改性技术赋予材料或工件表面以特定的性能，使其表面和心部材质有最优的组合，能最经济有效地提高产品质量和延长使用寿命。它包括了从设计、选材、表面处理工艺、表层质量控制与检测、工程应用以及失效分析等全过程。表面工程技术有如下特点：1．延长零件寿命和充分发挥材料潜力在实际…     

30CrMnSiA钢板表面塑性损伤的细观机理研究

采用单向拉伸试样，研究了３０ＣｒＭｎＳｉＡ钢板分别沿轧制、宽度两个方向拉伸时表面塑性损伤的发展规律。通过扫描电子显微镜观测表明，表面塑性损伤的细观机理是表面空穴形核、扩张和聚合的过程。随着塑性应变的增大，表面空穴的形核是按多级规律进行的，其总体平均意义下的面积百分数是单调增长的，且增长的速率逐渐加快。文中还提出一个表征板材抗表面损伤特性的材料参数。     

微型轴流式血泵材料表面处理技术分析

对血泵材料的血液相容性和生物组织相容性进行了分析,并且对目前常用生物材料的表面处理技术进行了比较。由于微型轴流式血泵置入心内的特殊部位,既要保证其血液相容性,又要保证组织相容性,可采取对材料表面生物药物活性处理来实现:与血液接触材料表面,可选择r-水蛭素处理,以提高材料的血液相容性;与各种生物组织材料接触的表面,可选择纤连蛋白处理,使材料表面内皮化,以提高材料的组织相容性。     

PMMA/SiO_2纳米复合材料的断面原子力显微镜分析

原位聚合法制备PMMA/nano-SiO2纳米复合材料,用DSC,TGA和溶解实验研究复合材料基本的结构和性能。用AFM对复合材料的断面进行详细的分析。结果表明,经表面处理的SiO2无机填料在低含量的情况下可以分散的比较均匀;高含量SiO2很难在PMMA基体中分散均匀,而且使PMMA的断面变得较为粗糙。SiO2填充粒子的添加和用量对基体的热稳定性、玻璃化转变温度、材料的溶解性都有较大的影响。